マイクロバブルと赤外吸収分光法を用いてナノプラスチックの化学的特性を分析する新手法の提案～環境中のナノプラスチック分析に期待～

芝浦工業大学（東京都江東区／学長 山田純）デザイン工学部デザイン工学科・田邉匡生教授は、（株）東レリサーチセンター（所在地：東京都中央区／社長 吉川正信）、山形大学（山形県山形市／学長 玉手英利）、東洋大学（東京都文京区／学長 矢口悦子）、東北大学（宮城県仙台市／総長 冨永悌二）と実施している共同研究において、水中の極めて微量のナノ粒子をマイクロバブル※1を用いて凝集させることによって濃縮し、その局所的な化学的特性を原子間力顕微鏡（AFM）と赤外吸収分光法（IR）※2とを組み合わせた方法（AFM-IR）で解析する新しい手法を提案しました。




今後、この手法をさらに発展させることで、環境中のナノプラスチックの化学的特性をより深く理解できるようになり、ナノプラスチックに関する研究が進展することが期待されます。

※本研究成果は、2025年1月15日19時（英国時間10時）にナノスケールの材料と環境におけるプロセスに焦点をあてた学術誌Environmental Science: Nanoに掲載されます。


ポイント
◎水中の極めて微量のナノ粒子をマイクロバブルを用いて凝集することによって濃縮し、その局所的な化学的特性をAFM-IRで解析する新しい手法を提案
◎ナノ粒子の化学的特性を高精度に測定でき、環境中のナノプラスチック（NPs）の化学的特性を評価するための重要なツールとなることに期待
◎NPsと物質との相互作用に関する新しい知見を提供し、環境問題の理解に向けた貴重なデータを提示


研究の背景
海洋環境に浮遊するマイクロプラスチック（MPs）は、生物に摂取されることで食物連鎖に影響を与え、最終的に人間にも害を及ぼす可能性があります。特に、ナノプラスチック（NPs）はその小さなサイズにより、MPsよりも生物への影響や環境中での挙動などが十分に解明されていません。NPsはサイズが小さく、極めて微量であるため、その化学的特性の評価は非常に困難です。このため、NPsの化学的特性を測定する新たな手法が求められています。
本研究では、ナノ秒レーザーアブレーション※3によって低密度ポリエチレン※4（LDPE）フィルムから生成されたナノ粒子を使用し、水中の極めて微量のナノ粒子をマイクロバブルにより濃縮し、局所的にAFM-IRで測定する新しい手法を提案しました。この手法では、ナノ粒子の化学的特性を詳細に分析することができ、環境中のNPsの化学的特性に関する研究の進展が期待されます。